EP1686110A2 - Pyrotechnischer Satz und Verfahren zu dessen Herstellung - Google Patents

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EP1686110A2
EP1686110A2 EP06000345A EP06000345A EP1686110A2 EP 1686110 A2 EP1686110 A2 EP 1686110A2 EP 06000345 A EP06000345 A EP 06000345A EP 06000345 A EP06000345 A EP 06000345A EP 1686110 A2 EP1686110 A2 EP 1686110A2
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EP
European Patent Office
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oxidizing agent
fuel body
pyrotechnic
group
fluorine
Prior art date
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Withdrawn
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EP06000345A
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Ernst-Christian Dr. Koch
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Diehl BGT Defence GmbH and Co KG
Original Assignee
Diehl BGT Defence GmbH and Co KG
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    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C06—EXPLOSIVES; MATCHES
    • C06B—EXPLOSIVES OR THERMIC COMPOSITIONS; MANUFACTURE THEREOF; USE OF SINGLE SUBSTANCES AS EXPLOSIVES
    • C06B45/00—Compositions or products which are defined by structure or arrangement of component of product
    • C06B45/18—Compositions or products which are defined by structure or arrangement of component of product comprising a coated component
    • C06B45/30—Compositions or products which are defined by structure or arrangement of component of product comprising a coated component the component base containing an inorganic explosive or an inorganic thermic component
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C06—EXPLOSIVES; MATCHES
    • C06B—EXPLOSIVES OR THERMIC COMPOSITIONS; MANUFACTURE THEREOF; USE OF SINGLE SUBSTANCES AS EXPLOSIVES
    • C06B27/00—Compositions containing a metal, boron, silicon, selenium or tellurium or mixtures, intercompounds or hydrides thereof, and hydrocarbons or halogenated hydrocarbons
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C06—EXPLOSIVES; MATCHES
    • C06B—EXPLOSIVES OR THERMIC COMPOSITIONS; MANUFACTURE THEREOF; USE OF SINGLE SUBSTANCES AS EXPLOSIVES
    • C06B45/00—Compositions or products which are defined by structure or arrangement of component of product

Definitions

  • the present invention relates to a pyrotechnic composition according to the preamble of claim 1 and to a process for producing a pyrotechnic composition according to the preamble of claim 8.
  • Such a pyrotechnic composition or reactive substance and such a production process are described, for example, in DE 102 04 895 A1.
  • the known reactive substance consists of fuel bodies in whose cavities in the size range of 1-1000 nm an oxidizing agent is introduced and whose surfaces are provided with a protective layer which can be broken to induce the reaction between the fuel and the oxidizing agent.
  • a fuel body according to this DE 102 04 895 A1 is defined in the context of the present invention as a nanostructured, porous fuel body.
  • DE 102 04 895 A1 is selected as fuel silicon, boron, aluminum, titanium or zirconium, while oxygen-releasing oxidants based on ammonium, alkali and alkaline earth nitrates, perchlorates and peroxides are used in the reaction between fuel and oxidizing agents are thus produced as reaction products, for example the high-boiling metal oxides indicated in the following table.
  • Table 1 fuel boron aluminum silicon titanium zircon metal B 2 O 3 Al 2 O 3 SiO 2 TiO 2 ZrO 2 Phase at RT firmly firmly firmly firmly firmly firmly firmly boiling point 2250 ° C 3300 ° C 2,477 ° C ⁇ 2,500 ° C 4300 ° C
  • the present invention seeks to further develop a pyrotechnic composition with a nanostructured, porous fuel body so that in the reaction between the fuel and the oxidant gaseous reaction products that make themselves pressure-volume work.
  • the pyrotechnic kit of the invention comprises at least one nanostructured porous fuel body, a protective layer on the surface of the at least one fuel body, and an oxidizing agent provided in the cavities of the at least one fuel body.
  • an oxidizing agent a fluorine-releasing substance is used according to the present invention.
  • the nanostructured, porous fuel body corresponds to the fuel body defined in DE 102 04 895 A1.
  • the disclosure of DE 102 04 895 A1 is therefore incorporated herein by reference in its entirety.
  • Table 2 exemplifies the boiling points of some metal fluorides that may be formed as reaction products in the pyrotechnic composition of the invention.
  • Table 2 fuel boron aluminum silicon titanium zircon metal BF 3 Alf 3 SiF 4 TiF 4 ZrF 4 Phase at RT gaseous firmly gaseous firmly firmly boiling point - 99 ° C 1272 ° C - 90 ° C ⁇ 284 ° C subl. 600 ° C subl.
  • the oxidizing agent is preferably selected from the group consisting of fluorocarbons and fluorine nitrogen compounds.
  • fluorocarbons as oxidizing agent nanodispersed carbon is released partly in the form of fullerenes and nanotubes; this non-carbon reacts with thermal excitation in an excellent manner with the atmospheric oxygen strongly exothermic and thus increases the steam energy in an advantageous manner.
  • fluorine nitrogen compounds also liberated nitrogen increases the pressure-volume work of the corresponding systems.
  • fluorine-releasing oxidants are those substances which can be introduced by means of a thermally induced diffusion process due to low melting or boiling points in the cavities of the nanostructured, porous fuel body.
  • the fluorine-releasing substances may be soluble in fluid media capable of penetrating the voids of the nanostructured porous fuel bodies.
  • supercritical carbon dioxide CO 2 (scr) is therefore used as the preferred solvent, since it evaporates on the one hand residue-free and on the other hand reduces the risk of fire and explosion in the manufacturing process.
  • Suitable fluorocarbons which can be incorporated into the cavities of the nanostructured, porous fuel bodies by thermally induced diffusion processes are, for example, the following compounds, which are classified in square brackets for the purpose of unambiguous identification with the number assigned by the Chemical Abstracts Service (CAS): Octafluoronaphthalene (C 10 F 8 ) [313-72-4], decafluorobiphenyl (C 12 F 10 ) [434-90-2], octakis (trifluoromethyl) cubane C 8 (CF 3 ) 8 [50782-50-8], polyfluoro [60 ] fullerene C 60 F 48 [160359-80-8], perfluorotridecane C 13 F 28 [376-03-4], perfluorotetradecane C 14 F 30 [307-62-0], perfluoropentadecane C 15 F 32 [2264-03- 1], perfluorohexadecane C 16 F 34 [355-49-7], perfluoreicosane
  • Fluorocarbons which can be incorporated, in particular by solvent-induced diffusion, are hexafluoropropene-vinylidene fluoride copolymer (Viton TM) [9011-17-0], polychlorotrifluoroethylene [9002-83-9] (Kel-F TM waxes and oils) and polyvinylidene fluoride (PVDF) [ 24937-79-9].
  • Suitable fluorine nitrogen compounds are, for example, poly (bis-difluoroaminothylene) (-C 2 H 2 (NF 2 ) -) n or complex compounds of perfluoro-azonium cations and its homologs, as well as transition metal fluoridate anions such as [NF 4 ] 2 [NiF 6 ]. , The latter compounds are stable at room temperature, manageable and allow very high fluorine storage densities.
  • the at least one fuel body of the pyrotechnic composition of the invention is preferably formed of silicon, boron, aluminum, titanium, zirconium or a mixture thereof.
  • the method according to the invention for producing a pyrotechnic composition comprises the steps of providing at least one nanostructured, porous fuel body, providing the surface of the at least one fuel body with a protective layer and providing the cavities of the at least one fuel body with an oxidizing agent.
  • the method is characterized in that the oxidizing agent is a fluorine-releasing substance.
  • the oxidizing agent can be introduced, for example, by thermally induced diffusion into the cavities of the at least one fuel body.
  • the oxidizing agent is introduced by solvent-induced diffusion in the cavities of the at least one fuel body, wherein as a solvent supercritical carbon dioxide CO 2 is preferably used.
  • Another feature of the invention is the thermal pretreatment of the nanostructured porous fuel bodies for the purpose of controlling sensitivity and rate of conversion.
  • fluorocarbon compounds such as poly (tetrafluoroethylene) with metals such as magnesium in the condensed phase in a Grignard-like reaction with insertion of the metal into the CF bond according to the following equation n mg + ⁇ ( - C 2 F 4 - ) n ⁇ ⁇ n ( - C F 2 - C F ( mg F ) - ) n + Q expire. It has now been found that this Grignard reaction also proceeds when using the fuels according to the invention.
  • the controlled thermal pretreatment functionalizes the fuel (B, Al, Si, Ti, Zr) with a monolayer of perfluorinated alkyl or aryl radicals and fluorine according to the following scheme. In this way, depending on the duration and temperature of the thermal pretreatment, the thermal sensitivity of the reactive substances can be reduced, but at the same time their rate of reaction can be increased.
  • the fuel body made of aluminum is heated with polytetrafluoroethylene up to a maximum of 550 ° C., resulting in an insertion of the aluminum into the CF bond.
  • the reactive substance thus produced can then be selectively detonated, for example by electrothermal action.
  • pyrotechnic composition according to the present invention can be particularly advantageously used as a pulse element in which little space is available, such as for projectiles, for attitude control of satellites, for the control of missiles, missiles, projectiles and the like, for igniting explosives or for igniting propellants, pyrotechnic charges and the like.

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Abstract

Es wird ein pyrotechnischer Satz sowie ein Verfahren zu dessen Herstellung vorgeschlagen, der vorteilhafterweise als lmpulselement mit wenig Raumbedarf einsetzbar ist. Der pyrotechnische Satz weist wenigstens einem nanostrukturierten, porösen Brennstoffkörper; eine Schutzschicht auf der Oberfläche des wenigstens einen Brennstoffkörpers; und ein Fluor abspaltenden Stoff als Oxidationsmittel, das in den Hohlräumen des wenigstens einen Brennstoffkörpers bereitgestellt ist, auf.

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft einen pyrotechnischen Satz nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 sowie ein Verfahren zur Herstellung eines pyrotechnischen Satzes nach dem Oberbegriff des Anspruchs 8.
  • Ein solcher pyrotechnischer Satz bzw. Reaktivstoff und ein solches Herstellungsverfahren werden zum Beispiel in der DE 102 04 895 A1 beschrieben. Der bekannte Reaktivstoff besteht aus Brennstoffkörpern, in deren Hohlräume im Größenbereich von 1 - 1.000 nm ein Oxidationsmittel eingebracht ist sind und deren Oberflächen mit einer Schutzschicht versehen sind, welche zur Induzierung der Reaktion zwischen dem Brennstoff und dem Oxidationsmittel aufgebrochen werden kann. Ein Brennstoffkörper gemäß dieser DE 102 04 895 A1 wird im Rahmen der vorliegenden Erfindung als nanostrukturierter, poröser Brennstoffkörper definiert.
  • Die hohe Umsetzungsgeschwindigkeit dieses bekannten Reaktivstoffes wird durch die sehr kurzen Abstände bzw. Diffusionswege zwischen dem Oxidationsmittel (Elektronenakzeptor) und dem Brennstoff (Elektronendonator, Reduktionsmittel) bewirkt, welche in der Größenordnung von unter 50 nm liegen. Bei den hier vorhandenen Diffusionskoeffizienten von 10-10 - 10-14 cm2s-1 bewirkt eine so starke Verkleinerung des Diffusionsweges eine erhebliche Beschleunigung des Diffusionsvorgangs als eine wichtige, die Umsetzungsgeschwindigkeit beeinflussende Größe.
  • Im Fall der DE 102 04 895 A1 ist als Brennstoff Silizium, Bor, Aluminium, Titan oder Zirkon gewählt, während Sauerstoff abgebende Oxidationsmittel auf der Basis von Ammonium-, Alkali- und Erdalkali-Nitraten, Perchloraten und Peroxiden eingesetzt werden Bei der Reaktion zwischen Brennstoff und Oxidationsmittel entstehen so als Reaktionsprodukte zum Beispiel die in der folgenden Tabelle angegebenen hochsiedenden Metalloxide. Tabelle 1
    Brennstoff Bor Aluminium Silizium Titan Zirkon
    Metalloxid B2O3 Al2O3 SiO2 TiO2 ZrO2
    Phase bei RT fest fest fest fest fest
    Siedepunkt 2.250°C 3.300°C 2.477°C ~ 2.500°C 4.300°C
  • Aus diesem Grund ist die Druck-Volumenarbeit der Reaktionsprodukte als Grundlage für die Anwendung des Reaktivstoffes zum Beispiel in Aktuatoren sehr stark eingeschränkt. Auch können die oxidischen Abbrandprodukte nicht weiter exotherm abreagieren. So nutzt man zum Beispiel bei sauerstoffunterbilanzierten Sprengstoffen die Nachverbrennung der entstehenden Stoffe C und CO mit dem Luftsauerstoff, um die Schwadenenergie zu erhöhen; dies ist jedoch im Fall der oxid-basierten Abbrandprodukte der hier beschriebenen herkömmlichen Reaktivstoffe nicht möglich.
  • Ausgehend von dem vorbeschriebenen Stand der Technik liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, einen pyrotechnischen Satz mit einem nanostrukturierten, porösen Brennstoffkörper so weiter zu entwickeln, dass bei der Reaktion zwischen Brennstoff und Oxidationsmittel gasförmige Reaktionsprodukte entstehen, die selbst Druck-Volumenarbeit leisten.
  • Diese Aufgabe wird gelöst durch einen pyrotechnischen Satz mit den Merkmalen des Anspruchs 1 bzw. ein Verfahren zur Herstellung eines pyrotechnischen Satzes mit den Merkmalen des Anspruchs 8. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der jeweiligen Unteransprüche.
  • Der pyrotechnischer Satz der Erfindung weist wenigstens einen nanostrukturierten, porösen Brennstoffkörper, eine Schutzschicht auf der Oberfläche des wenigstens einen Brennstoffkörpers und ein Oxidationsmittel, das in den Hohlräumen des wenigstens einen Brennstoffkörpers bereitgestellt ist, auf. Als Oxidationsmittel wird gemäß der vorliegenden Erfindung ein Fluor abspaltender Stoff verwendet.
  • Der nanostruktierte, poröse Brennstoffkörper entspricht dem in der DE 102 04 895 A1 definierten Brennstoffkörper. Auf den Offenbarungsgehalt der DE 102 04 895 A1 wird deshalb diesbezüglich vollinhaltlich Bezug genommen. Der Vorteil der Umsetzung des Brennstoffes mit einem Fluor abspaltenden Stoff als Oxidationsmittel liegt in der Bildung flüchtiger Fluide gemäß der Gleichung M m + m y ⋅ C x F y → Δ M F m ( g ) + m y ⋅ x C + Q
    Figure imgb0001
    mit m = maximale Wertigkeit des Brennstoffs M
    welche im Gegensatz zu den oben genannten hochsiedenden Metalloxiden als gasförmige Metalloxide selbst Druck-Volumenarbeit leisten. Die folgende Tabelle 2 zeigt beispielhaft die Siedepunkte einiger Metallfluoride, die als Reaktionsprodukte bei dem pyrotechnischen Satz der Erfindung entstehen können. Tabelle 2
    Brennstoff Bor Aluminium Silizium Titan Zirkon
    Metalloxid BF3 AlF3 SiF4 TiF4 ZrF4
    Phase bei RT gasförmig fest gasförmig fest fest
    Siedepunkt - 99°C 1.272°C - 90°C ~ 284°C subl. 600°C subl.
  • Ein Vergleich der in Tabelle 2 angegebenen Siedepunkte für die als Reaktionsprodukte entstehenden Metallfluoride mit den oben in Tabelle 1 angegebenen Siedepunkten der hochsiedenden Metalloxide als Reaktionsprodukte des herkömmlichen Reaktivstoffes zeigt deutlich den Vorteil der Verwendung eines Fluor abspaltenden Stoffes als Oxidationsmittel des pyrotechnischen Satzes der vorliegenden Erfindung.
  • Das Oxidationsmittel ist bevorzugt ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Fluorkohlenstoffen und Fluorstickstoffverbindungen. Im Fall der Fluorkohlenstoffe als Oxidationsmittel wird nanodisperser Kohlenstoff zum Teil in Form von Fullerenen und Nanoröhren freigesetzt; dieser Nonakohlenstoff reagiert bei thermischer Anregung in ausgezeichneter Weise mit dem Luftsauerstoff stark exotherm ab und erhöht damit die Schwadenenergie in vorteilhafter Weise. Im Fall der Fluorstickstoffverbindungen erhöht auch der freigesetzte Stickstoff die Druck-Volumenarbeit der entsprechenden Systeme.
  • Zur Verdeutlichung der durch die Reaktionsprodukte des pyrotechnischen Satzes der vorliegenden Erfindung geleisteten Druck-Volumenarbeit sind in der nachfolgenden Tabelle beispielhaft entstehende Gasvolumina V (in ml/mol) bei 298 K für die folgenden verschiedene Brennstoff/Oxidationsmittel-Systeme (2) bis (6) dargestellt. 4 n B + 3 ( − C 2 F 4 − ) n → 4 n B F 3 ( g ) + 6 n C ( s )
    Figure imgb0002
     4 n Al + 3 ( − C 2 F 4 − ) n → 4 n Al F 3 ( g ) + 6 n C ( s )
    Figure imgb0003
     n Si + ( − C 2 F 4 − ) n → n Si F 4 ( g ) + 2 n C ( s )
    Figure imgb0004
     n Ti + ( − C 2 F 4 − ) n → n Ti F 4 ( g ) + 2 n C ( s )
    Figure imgb0005
     n Zr + ( − C 2 F 4 − ) n → n Zr F 4 ( g ) + 2 n C ( s )
    Figure imgb0006
     Tabelle 3
    System B / PTFE Al / PTFE Si / PTFE Ti / PTFE Zr / PTFE
    V [ml/mol] 89.655 89.655 22.414 22.414 22.414
  • Besonders geeignete Fluor abspaltenden Oxidationsmittel sind solche Stoffe, die mittels eines thermisch induzierten Diffusionsprozesses aufgrund niedriger Schmelz- oder Siedepunkte in die Hohlräume der nanostrukturierten, porösen Brennstoffkörper eingebracht werden können. Ebenso können die Fluor abspaltenden Stoffe in fluiden Medien löslich sein, die in der Lage sind, in die Hohlräume der nanostrukturierten, porösen Brennstoffkörper einzudringen. Insbesondere überkritisches Kohlendioxid CO2(scr) wird daher als bevorzugtes Lösemittel verwendet, da es einerseits rück-standsfrei verdunstet und andererseits die Brand- und Explosionsgefahr beim Herstellungsprozess verringert.
  • Geeignete, durch thermisch induzierte Diffusionsprozesse in die Hohlräume der der nanostrukturierten, porösen Brennstoffkörper einlagerbare Fluorkohlenstoffe sind zum Beispiel die folgenden Verbindungen, die zum Zwecke der eindeutigen Identifizierbarkeit mit der vom Chemical Abstracts Service (CAS) zugewiesenen Nummer in eckigen Klammern klassifiziert sind: Octafluornaphthalin (C10F8) [313-72-4], Decafluorbiphenyl (C12F10) [434-90-2], Octakis(trifluormethyl)cuban C8(CF3)8 [50782-50-8], Polyfluor[60]fulleren C60F48 [160359-80-8], Perfluortridecan C13F28 [376-03-4], Perfluortetradecan C14F30 [307-62-0], Perfluorpentadecan C15F32 [2264-03-1], Perfluorhexadecan C16F34 [355-49-7], Perfluoreicosan C20F42 [37589-57-4] und Perfluortetracosan C24F50 [1766-41-2]. Insbesondere durch lösemittel-induzierte Diffusion einlagerbare Fluorkohlenstoffe sind Hexafluoropropen-Vinylidenfluorid-copolymer (Viton™) [9011-17-0], Polychlortrifluorethylen [9002-83-9] (Kel-F™-Wachse und Öle) und Polyvinylidenfluorid (PVDF) [24937-79-9].
  • Geeignete Fluorstickstoffverbindungen sind zum Beispiel Poly(bis-difluoraminothylen) (-C2H2(NF2)-)n oder Komplexverbindungen aus Perfluor-Azonium-Kationen und dessen Homologen sowie Übergangsmetallfluoridat-Anionen wie beispielsweise [NF4]2[NiF6]. Letztere Verbindungen sind bei Raumtemperatur stabil, handhabbar und erlauben sehr hohe Fluor-Speicherdichten.
  • Der wenigstens eine Brennstoffkörper des pyrotechnischen Satzes der Erfindung ist bevorzugt aus Silizium, Bor, Aluminium, Titan, Zirkon oder einer Mischung davon gebildet.
  • Das erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung eines pyrotechnisches Satzes umfasst die Schritte des Bereitstellens wenigstens eines nanostrukturierten, porösen Brennstoffkörpers, des Versehens der Oberfläche des wenigstens einen Brennstoffkörpers mit einer Schutzschicht und des Versehens der Hohlräume des wenigstens einen Brennstoffkörpers mit einem Oxidationsmittel. Außerdem ist das Verfahren dadurch gekennzeichnet, dass das Oxidationsmittel ein Fluor abspaltender Stoff ist.
  • Die Vorteile der Verwendung eines Fluor abspaltenden Stoffes als Oxidationsmittel für einen nanostrukturierten, porösen Brennstoffkörper und bevorzugte Oxidationsmittel dieser Art wurden oben bereits ausführlich erläutert, weshalb auf eine wiederholte Aufzählung dieser Punkte an dieser Stelle verzichtet werden soll.
  • Wie bereits erwähnt kann das Oxidationsmittel zum Beispiel durch thermisch induzierte Diffusion in die Hohlräume des wenigstens einen Brennstoffkörpers eingebracht werden. Alternativ ist es auch möglich, dass das Oxidationsmittel durch Lösemittel-induzierte Diffusion in die Hohlräume des wenigstens einen Brennstoffkörpers eingebracht wird, wobei als Lösemittel überkritisches Kohlendioxid CO2 bevorzugt verwendet wird.
  • Ein weiteres Merkmal der Erfindung ist die thermische Vorbehandlung der nanostrukturierten, porösen Brennstoffkörper zum Zwecke der Steuerung der Empfindlichkeit und der Umsetzungsgeschwindigkeit. Es ist bekannt, dass Fluorkohlenstoffverbindungen wie Poly(tetrafluorethylen) mit Metallen wie Magnesium in der kondensierten Phase in einer Grignard-ähnlichen Reaktion unter Insertion des Metalls in die C-F-Bindung gemäß der folgenden Gleichung n Mg + ⋅ ( − C 2 F 4 − ) n → Δ n ( − C F 2 − C F ( Mg F ) − ) n + Q
    Figure imgb0007
    ablaufen. Es wurde nun gefunden, dass diese Grignard-Reaktion auch beim Einsatz der erfindungsgemäßen Brennstoffe abläuft. Durch die kontrollierte thermische Vorbehandlung wird der Brennstoff (B, Al, Si, Ti, Zr) mit einer Monolage aus perfluorierten Alkyl- bzw. Arylresten und Fluor gemäß dem folgenden Schema funktionalisiert. Auf diese Weise kann je nach Dauer und Temperatur der thermischen Vorbehandlung die thermische Empfindlichkeit der Reaktivstoffe verringert, aber zugleich deren Umsetzungsgeschwindigkeit erhöht werden.
    Figure imgb0008
  • So wird der Brennstoffkörper aus Aluminium beispielsweise mit Polytetrafluorethylen bis auf maximal 550°C erhitzt, wodurch es zu einer Insertion des Aluminiums in die C-F-Bindung kommt. Der so erzeugte Reaktivstoff kann dann gezielt zum Beispiel durch elektrothermische Einwirkung zur Detonation gebracht werden.
  • Der oben beschriebene und in den anhängenden Ansprüchen definierte pyrotechnische Satz gemäß der vorliegenden Erfindung kann besonders vorteilhaft als Impulselement eingesetzt werden, bei welchem wenig Bauraum zur Verfügung steht, wie beispielsweise für Projektile, zur Lageregelung von Satelliten, zur Steuerung von Raketen, Flugkörpern, Projektilen und dergleichen, zur Zündung von Sprengstoffen oder zur Anzündung von Treibladungen, pyrotechnischen Ladungen und dergleichen.

Claims (20)

  1. Pyrotechnischer Satz, mit
    wenigstens einem nanostrukturierten, porösen Brennstoffkörper;
    einer Schutzschicht auf der Oberfläche des wenigstens einen Brennstoffkörpers; und
    einem Oxidationsmittel, das in den Hohlräumen des wenigstens einen Brennstoffkörpers bereitgestellt ist,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass das Oxidationsmittel ein Fluor abspaltender Stoff ist.
  2. Pyrotechnischer Satz nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass das Oxidationsmittel ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus Fluorkohlenstoffen und Fluorstickstoffverbindungen.
  3. Pyrotechnischer Satz nach Anspruch 2,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass das Oxidationsmittel ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus Octafluornaphthalin (C10F8), Decafluorbiphenyl (C12F10), Octakis(trifluormethyl)cuban C8(CF3)8, Polyfluor[60]fulleren C60F48, Perfluortridecan C13F28, Perfluortetradecan C14F30, Perfluorpentadecan C15F32, Perfluorhexadecan C16F34, Perfluoreicosan C20F42 und Perfluortetracosan C24F50.
  4. Pyrotechnischer Satz nach Anspruch 2,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass das Oxidationsmittel ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus Hexafluoropropen-Vinylidenfluorid-copolymer, Polychlortrifluorethylen und Polyvinylidenfluorid.
  5. Pyrotechnischer Satz nach Anspruch 2,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass das Oxidationsmittel Poly(bis-difluoraminothylen) (-C2H2(NF2)-)n ist.
  6. Pyrotechnischer Satz nach Anspruch 2,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass das Oxidationsmittel ausgewählt ist aus der Gruppe der Komplexverbindungen aus Perfluor-Azonium-Kationen und dessen Homologen sowie Übergangsmetallfluoridat-Anionen.
  7. Pyrotechnischer Satz nach einem der Ansprüche 1 bis 6,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass der wenigstens eine Brennstoffkörper aus Silizium, Bor, Aluminium, Titan, Zirkon oder einer Mischung davon gebildet ist.
  8. Verfahren zur Herstellung eines pyrotechnisches Satzes, mit den Schritten:
    Bereitstellen wenigstens eines nanostrukturierten, porösen Brennstoffkörpers;
    Versehen der Oberfläche des wenigstens einen Brennstoffkörpers mit einer Schutzschicht; und
    Versehen der Hohlräume des wenigstens einen Brennstoffkörpers mit einem Oxidationsmittel,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass das Oxidationsmittel ein Fluor abspaltender Stoff ist.
  9. Verfahren nach Anspruch 8,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass das Oxidationsmittel ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus Fluorkohlenstoffen und Fluorstickstoffverbindungen.
  10. Verfahren nach Anspruch 9,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass das Oxidationsmittel ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus Octafluornaphthalin (C10F8), Decafluorbiphenyl (C12F10), Octakis(trifluormethyl)cuban C8(CF3)8, Polyfluor[60]fulleren C60F48, Perfluortridecan C13F28, Perfluortetradecan C14F30, Perfluorpentadecan C15F32, Perfluorhexadecan C16F34, Perfluoreicosan C20F42 und Perfluortetracosan C24F50.
  11. Verfahren nach Anspruch 9
    dadurch gekennzeichnet,
    dass das Oxidationsmittel ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus Hexafluoropropen-Vinylidenfluorid-copolymer, Polychlortrifluorethylen und Polyvinylidenfluorid.
  12. Verfahren nach Anspruch 9,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass das Oxidationsmittel Poly(bis-difluoraminothylen) (-C2H2(NF2)-)n ist.
  13. Verfahren nach Anspruch 9,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass das Oxidationsmittel ausgewählt ist aus der Gruppe der Komplexverbindungen aus Perfluor-Azonium-Kationen und dessen Homologen sowie Übergangsmetallfluoridat-Anionen.
  14. Verfahren nach einem der Ansprüche 8 bis 13,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass der wenigstens eine Brennstoffkörper aus Silizium, Bor, Aluminium, Titan, Zirkon oder einer Mischung davon gebildet ist.
  15. Verfahren nach einem der Ansprüche 8 bis 14,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass das Oxidationsmittel durch thermisch induzierte Diffusion in die Hohlräume des wenigstens einen Brennstoffkörpers eingebracht wird.
  16. Verfahren nach einem der Ansprüche 8 bis 14,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass das Oxidationsmittel durch Lösemittel-induzierte Diffusion in die Hohlräume des wenigstens einen Brennstoffkörpers eingebracht wird.
  17. Verfahren nach Anspruch 16,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass das Lösemittel überkritisches Kohlendioxid CO2 ist.
  18. Verfahren nach einem der Ansprüche 8 bis 17,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die Oberfläche des wenigstens einen Brennstoffkörpers zum Versehen der Oberfläche mit einer Schutzschicht mit einer Monolage aus perfluorierten Alkyl- bzw. Arylresten und Fluor funktionalisiert wird.
  19. Verfahren nach Anspruch 18,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die Oberfläche des wenigstens einen Brennstoffkörpers zum Versehen der Oberfläche mit einer Schutzschicht einer thermischen Vorbehandlung unter Inertgas bis zu einer ersten Exotherme des binären Systems unterzogen wird.
  20. Verwendung des pyrotechnischen Satzes nach einem der Ansprüche 1 bis 7 oder eines mit dem Verfahren nach einem der Ansprüche 8 bis 19 hergestellten pyrotechnischen Satzes als Impulselement für Projektile, zur Lageregelung von Satelliten, zur Steuerung von Raketen, Flugkörpern, Projektilen und dergleichen, zur Zündung von Sprengstoffen oder zur Anzündung von Treibladungen, pyrotechnischen Ladungen und dergleichen.
EP06000345A 2005-01-26 2006-01-10 Pyrotechnischer Satz und Verfahren zu dessen Herstellung Withdrawn EP1686110A3 (de)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2921920A1 (fr) * 2007-10-05 2009-04-10 Saint Louis Inst Composition explosive comportant un premier materiau organique infiltre dans un second materiau microporeux

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2101910A2 (de) * 2006-12-05 2009-09-23 University Of Florida Research Foundation, Inc. Systeme und verfahren auf grundlage von strahlungsinduzierter erhitzung oder zündung funktionalisierter fullerene
US9091913B2 (en) * 2008-04-10 2015-07-28 The Johns Hopkins University Method for producing spatially patterned structures using fluorinated compounds
CN111482613B (zh) * 2019-01-25 2021-11-09 北京理工大学 一种高物理活性铝硅球形合金粉体及其制备方法与应用

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE10204895A1 (de) 2002-02-06 2003-08-14 Diehl Munitionssysteme Gmbh Nanostrukturierte Reaktivstoffe

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3741832A (en) * 1963-02-28 1973-06-26 Exxon Research Engineering Co Liquid oxidizers containing nf2 groups thickened with polymeric compounds
US4402774A (en) * 1981-11-20 1983-09-06 Hi-Shear Corporation Pyrotechnic composition
USH169H (en) * 1986-05-22 1986-12-02 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy Ignition composition
GB9216517D0 (en) * 1992-08-04 1992-09-23 Ici Plc Pyrotechnic sheet material
GB9319886D0 (en) * 1993-09-27 1993-12-15 Ici Plc Pyrotechnic material
DE19964172B4 (de) * 1999-10-09 2006-04-06 Diehl Bgt Defence Gmbh & Co. Kg Pyrotechnischer Satz zur Erzeugung von IR-Strahlung
DE10162413B4 (de) * 2001-12-19 2006-12-21 Robert Bosch Gmbh Integriertes Spreng- oder Zündelement und dessen Verwendung
DE10204834B4 (de) * 2002-02-06 2005-05-25 Trw Airbag Systems Gmbh & Co. Kg Explosionsfähige Zusammensetzung und Verfahren zu deren Herstellung
US20040089383A1 (en) * 2003-02-06 2004-05-13 Mendenhall Ivan V. Gas generant igniter coating materials and methods
DE10307627B3 (de) * 2003-02-22 2004-11-04 Diehl Munitionssysteme Gmbh & Co. Kg Pyrotechnischer Satz zur Erzeugung von IR-Strahlung und Verfahren zu seiner Herstellung

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE10204895A1 (de) 2002-02-06 2003-08-14 Diehl Munitionssysteme Gmbh Nanostrukturierte Reaktivstoffe

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2921920A1 (fr) * 2007-10-05 2009-04-10 Saint Louis Inst Composition explosive comportant un premier materiau organique infiltre dans un second materiau microporeux
EP2045230A3 (de) * 2007-10-05 2009-12-30 Institut Franco-Allemand de Recherches de Saint-Louis Explosive Zusammensetzung, die aus einem organischen Material, das ein weiteres mikroporöses Material durchdringt, besteht

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